听说你很了解 Vue3 响应式?
前言
<< 温馨提醒 >>
本文内容偏干,建议边喝水边食用,如有不适请及时点赞!
【A】:能不能说说 Vue3 响应式都处理了哪些数据类型?都怎么处理的呀?
【B】:能,只能说一点点...
【A】:...
只要问到 Vue
相关的内容,似乎总绕不过 响应式原理 的话题,随之而来的回答必然是围绕着 Object.defineProperty
和 Proxy
来展开(即 Vue2
和 Vue3
),但若继续追问某些具体实现是不是就仓促结束回答了()。你跑我追,你不跑我还追
本文就不再过多介绍 Vue2
中响应式的处理,感兴趣可以参考 从 vue 源码看问题 —— 如何理解 Vue
响应式?,但是会有简单提及,下面就来看看 Vue3
中是如何处理 原始值、Object、Array、Set、Map 等数据类型的响应式。
从 Object.defineProperty
到 Proxy
一切的一切还得从 Object.defineProperty
开始讲起,那是一个不一样的 API
…
()bgm 响起,自行体会
Object.defineProperty
Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)
方法会直接在一个对象上定义一个 新属性,或修改一个 对象 的 现有属性,并返回此对象,其参数具体为:
obj
:要定义属性的对象prop
:要定义或修改的 属性名称 或Symbol
descriptor
:要定义或修改的 属性描述符
从以上的描述就可以看出一些限制,比如:
- 目标是 对象属性,不是 整个对象
- 一次只能 定义或修改一个属性
- 当然有对应的一次处理多个属性的方法
Object.defineProperties()
,但在vue
中并不适用,因为vue
不能提前知道用户传入的对象都有什么属性,因此还是得经过类似Object.keys() + for
循环的方式获取所有的key -> value
,而这其实是没有必要使用Object.defineProperties()
- 当然有对应的一次处理多个属性的方法
在 Vue2 中的缺陷
Object.defineProperty()
实际是通过 定义 或 修改 对象属性
的描述符来实现 数据劫持,其对应的缺点也是没法被忽略的:
- 只能拦截对象属性的
get
和set
操作,比如无法拦截delete
、in
、方法调用
等操作 - 动态添加新属性(响应式丢失)
- 保证后续使用的属性要在初始化声明
data
时进行定义 - 使用
this.$set()
设置新属性
- 保证后续使用的属性要在初始化声明
- 通过
delete
删除属性(响应式丢失)- 使用
this.$delete()
删除属性
- 使用
- 使用数组索引 替换/新增 元素(响应式丢失)
- 使用
this.$set()
设置新元素
- 使用
- 使用数组
push、pop、shift、unshift、splice、sort、reverse
等 原生方法 改变原数组时(响应式丢失)- 使用 重写/增强 后的
push、pop、shift、unshift、splice、sort、reverse
方法
- 使用 重写/增强 后的
- 一次只能对一个属性实现 数据劫持,需要遍历对所有属性进行劫持
- 数据结构复杂时(属性值为 引用类型数据),需要通过 递归 进行处理
【扩展】Object.defineProperty
和 Array
?
它们有啥关系,其实没有啥关系,只是大家习惯性的会回答 Object.defineProperty
不能拦截 Array
的操作,这句话说得对但也不对。
使用 Object.defineProperty 拦截 Array
Object.defineProperty
可用于实现对象属性的 get
和 set
拦截,而数组其实也是对象,那自然是可以实现对应的拦截操作,如下:
Vue2 为什么不使用 Object.defineProperty 拦截 Array?
尤大在曾在 GitHub
的 Issue
中做过如下回复:
说实话性能问题到底指的是什么呢?
下面是总结了一些目前看到过的回答:
- 数组 和 普通对象 在使用场景下有区别,在项目中使用数组的目的大多是为了 遍历,即比较少会使用
array[index] = xxx
的形式,更多的是使用数组的Api
的方式 - 数组长度是多变的,不可能像普通对象一样先在
data
选项中提前声明好所有元素,比如通过array[index] = xxx
方式赋值时,一旦index
的值超过了现有的最大索引值,那么当前的添加的新元素也不会具有响应式 - 数组存储的元素比较多,不可能为每个数组元素都设置
getter/setter
- 无法拦截数组原生方法如
push、pop、shift、unshift
等的调用,最终仍需 重写/增强 原生方法
Proxy & Reflect
由于在 Vue2
中使用 Object.defineProperty
带来的缺陷,导致在 Vue2
中不得不提供了一些额外的方法(如:Vue.set、Vue.delete()
)解决问题,而在 Vue3
中使用了 Proxy
的方式来实现 数据劫持,而上述的问题在 Proxy
中都可以得到解决。
Proxy
Proxy
主要用于创建一个 对象的代理,从而实现基本操作的拦截和自定义(如属性查找、赋值、枚举、函数调用等),本质上是通过拦截对象 内部方法 的执行实现代理,而对象本身根据规范定义的不同又会区分为 常规对象 和 异质对象(这不是重点,可自行了解)。
new Proxy(target, handler)
是针对整个对象进行的代理,不是某个属性- 代理对象属性拥有 读取、修改、删除、新增、是否存在属性 等操作相应的捕捉器,更多可见
get()
属性 读取 操作的捕捉器set()
属性 设置 操作的捕捉器deleteProperty()
是delete
操作符的捕捉器ownKeys()
是Object.getOwnPropertyNames
方法和Object.getOwnPropertySymbols
方法的捕捉器has()
是in
操作符的捕捉器
Reflect
Reflect
是一个内置的对象,它提供拦截 JavaScript
操作的方法,这些方法与 Proxy handlers
提供的的方法是一一对应的,且 Reflect
不是一个函数对象,即不能进行实例化,其所有属性和方法都是静态的。
Reflect.get(target, propertyKey[, receiver])
获取对象身上某个属性的值,类似于target[name]
Reflect.set(target, propertyKey, value[, receiver])
将值分配给属性的函数。返回一个Boolean
,如果更新成功,则返回true
Reflect.deleteProperty(target, propertyKey)
作为函数的delete
操作符,相当于执行delete target[name]
Reflect.ownKeys(target)
返回一个包含所有自身属性(不包含继承属性)的数组。(类似于Object.keys()
, 但不会受enumerable
影响)Reflect.has(target, propertyKey)
判断一个对象是否存在某个属性,和in
运算符 的功能完全相同
Proxy 为什么需要 Reflect 呢?
在 Proxy
的 get(target, key, receiver)、set(target, key, newVal, receiver)
的捕获器中都能接到前面所列举的参数:
target
指的是 原始数据对象key
指的是当前操作的 属性名newVal
指的是当前操作接收到的 最新值receiver
指向的是当前操作 正确的上下文
怎么理解 Proxy handler
中 receiver
指向的是当前操作正确上的下文呢?
- 正常情况下,
receiver
指向的是 当前的代理对象 - 特殊情况下,
receiver
指向的是 引发当前操作的对象- 通过
Object.setPrototypeOf()
方法将代理对象proxy
设置为普通对象obj
的原型 - 通过
obj.name
访问其不存在的name
属性,由于原型链的存在,最终会访问到proxy.name
上,即触发get
捕获器
- 通过
在 Reflect
的方法中通常只需要传递 target、key、newVal
等,但为了能够处理上述提到的特殊情况,一般也需要传递 receiver
参数,因为 Reflect 方法中传递的 receiver 参数代表执行原始操作时的 this
指向,比如:Reflect.get(target, key , receiver)
、Reflect.set(target, key, newVal, receiver)
。
总结:Reflect
是为了在执行对应的拦截操作的方法时能 传递正确的 this
上下文。
Vue3 如何使用 Proxy 实现数据劫持?
Vue3
中提供了 reactive()
和 ref()
两个方法用来将 目标数据 变成 响应式数据,而通过 Proxy
来实现 数据劫持(或代理) 的具体实现就在其中,下面一起来看看吧!
reactive 函数
从源码来看,其核心其实就是 createReactiveObject(...)
函数,那么继续往下查看对应的内容
源码位置:packages\reactivity\src\reactive.ts
export function reactive(target: object) {
// if trying to observe a readonly proxy, return the readonly version.
// 若目标对象是响应式的只读数据,则直接返回
if (isReadonly(target)) {
return target
}
// 否则将目标数据尝试变成响应式数据
return createReactiveObject(
target,
false,
mutableHandlers, // 对象类型的 handlers
mutableCollectionHandlers, // 集合类型的 handlers
reactiveMap
)
}
createReactiveObject() 函数
源码的体现也是非常简单,无非就是做一些前置判断处理:
- 若目标数据是 原始值类型,直接向返回 原数据
- 若目标数据的
__v_raw
属性为true
,且是【非响应式数据】或 不是通过调用readonly()
方法,则直接返回 原数据 - 若目标数据已存在相应的
proxy
代理对象,则直接返回 对应的代理对象 - 若目标数据不存在对应的 白名单数据类型 中,则直接返回原数据,支持响应式的数据类型如下:
- 可扩展的对象,即是否可以在它上面添加新的属性
- __v_skip 属性不存在或值为 false 的对象
- 数据类型为
Object、Array、Map、Set、WeakMap、WeakSet
的对象 - 其他数据都统一被认为是 无效的响应式数据对象
- 通过
Proxy
创建代理对象,根据目标数据类型选择不同的Proxy handlers
看来具体的实现又在不同数据类型的 捕获器 中,即下面源码的 collectionHandlers
和 baseHandlers
,而它们则对应的是在上述 reactive()
函数中为 createReactiveObject()
函数传递的 mutableCollectionHandlers
和 mutableHandlers
参数。
源码位置:packages\reactivity\src\reactive.ts
function createReactiveObject(
target: Target,
isReadonly: boolean,
baseHandlers: ProxyHandler<any>,
collectionHandlers: ProxyHandler<any>,
proxyMap: WeakMap<Target, any>
) {
// 非对象类型直接返回
if (!isObject(target)) {
if (__DEV__) {
console.warn(`value cannot be made reactive: ${String(target)}`)
}
return target
}
// 目标数据的 __v_raw 属性若为 true,且是【非响应式数据】或 不是通过调用 readonly() 方法,则直接返回
if (
target[ReactiveFlags.RAW] &&
!(isReadonly && target[ReactiveFlags.IS_REACTIVE])
) {
return target
}
// 目标对象已存在相应的 proxy 代理对象,则直接返回
const existingProxy = proxyMap.get(target)
if (existingProxy) {
return existingProxy
}
// 只有在白名单中的值类型才可以被代理监测,否则直接返回
const targetType = getTargetType(target)
if (targetType === TargetType.INVALID) {
return target
}
// 创建代理对象
const proxy = new Proxy(
target,
// 若目标对象是集合类型(Set、Map)则使用集合类型对应的捕获器,否则使用基础捕获器
targetType === TargetType.COLLECTION ? collectionHandlers : baseHandlers
)
// 将对应的代理对象存储在 proxyMap 中
proxyMap.set(target, proxy)
return proxy
}
捕获器 Handlers
对象类型的捕获器 — mutableHandlers
这里的对象类型指的是 数组 和 普通对象
源码位置:packages\reactivity\src\baseHandlers.ts
export const mutableHandlers: ProxyHandler<object> = { get, set, deleteProperty, has, ownKeys }
以上这些捕获器其实就是我们在上述 Proxy
部分列举出来的捕获器,显然可以拦截对普通对象的如下操作:
- 读取,如
obj.name
- 设置,如
obj.name = 'zs'
- 删除属性,如
delete obj.name
- 判断是否存在对应属性,如
name in obj
- 获取对象自身的属性值,如
obj.getOwnPropertyNames()
和obj.getOwnPropertySymbols()
get
捕获器
具体信息在下面的注释中,这里只列举核心内容:
- 若当前数据对象是 数组,则 重写/增强 数组对应的方法
- 数组元素的 查找方法:
includes、indexOf、lastIndexOf
- 修改原数组 的方法:
push、pop、unshift、shift、splice
- 数组元素的 查找方法:
- 若当前数据对象是 普通对象,且非 只读 的则通过
track(target, TrackOpTypes.GET, key)
进行 依赖收集- 若当前数据对象是 浅层响应 的,则直接返回其对应属性值
- 若当前数据对象是 ref 类型的,则会进行 自动脱 ref
- 若当前数据对象的属性值是 对象类型
- 若当前属性值属于 只读的,则通过
readonly(res)
向外返回其结果 - 否则会将当前属性值以
reactive(res)
向外返回 proxy 代理对象
- 若当前属性值属于 只读的,则通过
- 否则直接向外返回对应的 属性值
function createGetter(isReadonly = false, shallow = false) {
return function get(target: Target, key: string | symbol, receiver: object) {
// 当直接通过指定 key 访问 vue 内置自定义的对象属性时,返回其对应的值
if (key === ReactiveFlags.IS_REACTIVE) {
return !isReadonly
} else if (key === ReactiveFlags.IS_READONLY) {
return isReadonly
} else if (key === ReactiveFlags.IS_SHALLOW) {
return shallow
} else if (
key === ReactiveFlags.RAW &&
receiver ===
(isReadonly
? shallow
? shallowReadonlyMap
: readonlyMap
: shallow
? shallowReactiveMap
: reactiveMap
).get(target)
) {
return target
}
// 判断是否为数组类型
const targetIsArray = isArray(target)
// 数组对象
if (!isReadonly && targetIsArray && hasOwn(arrayInstrumentations, key)) {
// 重写/增强数组的方法:
// - 查找方法:includes、indexOf、lastIndexOf
// - 修改原数组的方法:push、pop、unshift、shift、splice
return Reflect.get(arrayInstrumentations, key, receiver)
}
// 获取对应属性值
const res = Reflect.get(target, key, receiver)
if (isSymbol(key) ? builtInSymbols.has(key) : isNonTrackableKeys(key)) {
return res
}
// 依赖收集
if (!isReadonly) {
track(target, TrackOpTypes.GET, key)
}
// 浅层响应
if (shallow) {
return res
}
// 若是 ref 类型响应式数据,会进行【自动脱 ref】,但不支持【数组】+【索引】的访问方式
if (isRef(res)) {
const shouldUnwrap = !targetIsArray || !isIntegerKey(key)
return shouldUnwrap ? res.value : res
}
// 属性值是对象类型:
// - 是只读属性,则通过 readonly() 返回结果,
// - 且是非只读属性,则递归调用 reactive 向外返回 proxy 代理对象
if (isObject(res)) {
return isReadonly ? readonly(res) : reactive(res)
}
return res
}
}
set
捕获器
除去额外的边界处理,其实核心还是 更新属性值,并通过 trigger(...)
触发依赖更新
function createSetter(shallow = false) {
return function set(
target: object,
key: string | symbol,
value: unknown,
receiver: object
): boolean {
// 保存旧的数据
let oldValue = (target as any)[key]
// 若原数据值属于 只读 且 ref 类型,并且新数据值不属于 ref 类型,则意味着修改失败
if (isReadonly(oldValue) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
return false
}
if (!shallow && !isReadonly(value)) {
if (!isShallow(value)) {
value = toRaw(value)
oldValue = toRaw(oldValue)
}
if (!isArray(target) && isRef(oldValue) && !isRef(value)) {
oldValue.value = value
return true
}
} else {
// in shallow mode, objects are set as-is regardless of reactive or not
}
// 是否存在对应的 key
const hadKey =
isArray(target) && isIntegerKey(key)
? Number(key) < target.length
: hasOwn(target, key)
// 设置对应值
const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
// 若目标对象是原始原型链上的内容(非自定义添加),则不触发依赖更新
if (target === toRaw(receiver)) {
if (!hadKey) {
// 目标对象不存在对应的 key,则为新增操作
trigger(target, TriggerOpTypes.ADD, key, value)
} else if (hasChanged(value, oldValue)) {
// 目标对象存在对应的值,则为修改操作
trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue)
}
}
// 返回修改结果
return result
}
}
deleteProperty
& has
& ownKeys
捕获器
这三个捕获器内容非常简洁,其中 has
和 ownKeys
本质也属于 读取操作,因此需要通过 track()
进行依赖收集,而 deleteProperty
相当于修改操作,因此需要 trigger()
触发更新
function deleteProperty(target: object, key: string | symbol): boolean {
const hadKey = hasOwn(target, key)
const oldValue = (target as any)[key]
const result = Reflect.deleteProperty(target, key)
// 目标对象上存在对应的 key ,并且能成功删除,才会触发依赖更新
if (result && hadKey) {
trigger(target, TriggerOpTypes.DELETE, key, undefined, oldValue)
}
return result
}
function has(target: object, key: string | symbol): boolean {
const result = Reflect.has(target, key)
if (!isSymbol(key) || !builtInSymbols.has(key)) {
track(target, TrackOpTypes.HAS, key)
}
return result
}
function ownKeys(target: object): (string | symbol)[] {
track(target, TrackOpTypes.ITERATE, isArray(target) ? 'length' : ITERATE_KEY)
return Reflect.ownKeys(target)
}
数组类型捕获器 —— arrayInstrumentations
数组类型 和 对象类型 的大部分操作是可以共用的,比如 obj.name
和 arr[index]
等,但数组类型的操作还是会比对象类型更丰富一些,而这些就需要特殊处理。
源码位置:
packages\reactivity\src\baseHandlers.ts
处理数组索引 index
和 length
数组的 index
和 length
是会相互影响的,比如存在数组 const arr = [1]
:
arr[1] = 2
的操作会隐式修改length
的属性值arr.length = 0
的操作会导致原索引位的值发生变更
为了能够合理触发和 length
相关副作用函数的执行,在 set()
捕获器中会判断当前操作的类型:
- 当
Number(key) < target.length
证明是修改操作,对应TriggerOpTypes.SET
类型,即当前操作不会改变length
的值,不需要 触发和length
相关副作用函数的执行 - 当
Number(key) >= target.length
证明是新增操作,TriggerOpTypes.ADD
类型,即当前操作会改变length
的值,需要 触发和length
相关副作用函数的执行
function createSetter(shallow = false) {
return function set(
target: object,
key: string | symbol,
value: unknown,
receiver: object
): boolean {
省略其他代码
const hadKey =
isArray(target) && isIntegerKey(key)
? Number(key) < target.length
: hasOwn(target, key)
const result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
// don't trigger if target is something up in the prototype chain of original
if (target === toRaw(receiver)) {
if (!hadKey) {
trigger(target, TriggerOpTypes.ADD, key, value)
} else if (hasChanged(value, oldValue)) {
trigger(target, TriggerOpTypes.SET, key, value, oldValue)
}
}
return result
}
}
处理数组的查找方法
数组的查找方法包括 includes
、indexOf
、lastIndexOf
,这些方法通常情况下是能够按预期进行工作,但还是需要对某些特殊情况进行处理:
- 当查找的目标数据是响应式数据本身时,得到的就不是预期结果
const obj = {} const proxy = reactive([obj]) console.log(proxy.includs(proxy[0])) // false 复制代码
- 【产生原因】首先这里涉及到了两次读取操作,第一次 是
proxy[0]
此时会触发get
捕获器并为obj
生成对应代理对象并返回,第二次 是proxy.includs()
的调用,它会遍历数组的每个元素,即会触发get
捕获器,并又生成一个新的代理对象并返回,而这两次生成的代理对象不是同一个,因此返回false
- 【解决方案】源码中会在
get
中设置一个名为proxyMap
的WeakMap
集合用于存储每个响应式对象,在触发get
时优先返回proxyMap
存在的响应式对象,这样不管触发多少次get
都能返回相同的响应式数据
- 【产生原因】首先这里涉及到了两次读取操作,第一次 是
- 当在响应式对象中查找原始数据时,得到的就不是预期结果
const obj = {} const proxy = reactive([obj]) console.log(proxy.includs(obj)) // false 复制代码
- 【产生原因】
proxy.includes()
会触发get
捕获器并为obj
生成对应代理对象并返回,而includes
方法的参数传递的是 原始数据,相当于此时是 响应式对象 和 原始数据对象 进行比较,因此对应的结果一定是为false
- 【解决方案】核心就是将它们的数据类型统一,即统一都使用 原始值数据对比 或 响应式数据对比,由于
includes()
的方法本身并不支持对传入参数或内部响应式数据的处理,因此需要自定义以上对应的数组查找方法- 在 重写/增强 的
includes
、indexOf
、lastIndexOf
等方法中,会将当前方法内部访问到的响应式数据转换为原始数据,然后调用数组对应的原始方法进行查找,若查找结果为true
则直接返回结果 - 若以上操作没有查找到,则通过将当前方法传入的参数转换为原始数据,在调用数组的原始方法,此时直接将对应的结果向外进行返回
- 在 重写/增强 的
- 【产生原因】
源码位置:packages\reactivity\src\baseHandlers.ts
;(['includes', 'indexOf', 'lastIndexOf'] as const).forEach(key => {
instrumentations[key] = function (this: unknown[], ...args: unknown[]) {
// 外部调用上述方法,默认其内的 this 指向的是代理数组对象,
// 但实际上是需要通过原始数组中进行遍历查找
const arr = toRaw(this) as any
for (let i = 0, l = this.length; i < l; i++) {
track(arr, TrackOpTypes.GET, i + '')
}
// we run the method using the original args first (which may be reactive)
const res = arr[key](...args)
if (res === -1 || res === false) {
// if that didn't work, run it again using raw values.
return arr[key](...args.map(toRaw))
} else {
return res
}
}
})
处理数组影响 length
的方法
隐式修改数组长度的原型方法包括 push
、pop
、shift
、unshift
、splice
等,在调用这些方法的同时会间接的读取数组的 length
属性,又因为这些方法具有修改数组长度的能力,即相当于 length
的设置操作,若不进行特殊处理,会导致与 length
属性相关的副作用函数被重复执行,即 栈溢出,比如:
const proxy = reactive([])
// 第一个副作用函数
effect(() => {
proxy.push(1) // 读取 + 设置 操作
})
// 第二个副作用函数
effect(() => {
proxy.push(2) // 读取 + 设置 操作(此时进行 trigger 时,会触发包括第一个副作用函数的内容,然后循环导致栈溢出)
})
在源码中还是通过 重写/增强 上述对应数组方法的形式实现自定义的逻辑处理:
- 在调用真正的数组原型方法前,会通过设置
pauseTracking()
方法来禁止track
依赖收集 - 在调用数组原生方法后,在通过
resetTracking()
方法恢复track
进行依赖收集 - 实际上以上的两个方法就是通过控制
shouldTrack
变量为true
或false
,使得在track
函数执行时是否要执行原来的依赖收集逻辑
源码位置:packages\reactivity\src\baseHandlers.ts
;(['push', 'pop', 'shift', 'unshift', 'splice'] as const).forEach(key => {
instrumentations[key] = function (this: unknown[], ...args: unknown[]) {
pauseTracking()
const res = (toRaw(this) as any)[key].apply(this, args)
resetTracking()
return res
}
})
集合类型的捕获器 — mutableCollectionHandlers
集合类型 包括 Map
、WeakMap
、Set
、WeakSet
等,而对 集合类型 的 代理模式 和 对象类型 需要有所不同,因为 集合类型 和 对象类型 的操作方法是不同的,比如:
Map
类型 的原型 属性 和 方法 如下,详情可见:
- size
- clear()
- delete(key)
- has(key)
- get(key)
- set(key)
- keys()
- values()
- entries()
- forEach(cb)
Set
类型 的原型 属性 和 方法 如下,详情可见:
- size
- add(value)
- clear()
- delete(value)
- has(value)
- keys()
- values()
- entries()
- forEach(cb)
源码位置:
packages\reactivity\src\collectionHandlers.ts
解决 代理对象
无法访问 集合类型
对应的 属性
和 方法
代理集合类型的第一个问题,就是代理对象没法获取到集合类型的属性和方法,比如:
从报错信息可以看出 size
属性是一个访问器属性,所以它被作为方法调用了,而主要错误原因就是在这个访问器中的 this
指向的是 代理对象,在源码中就是通过为这些特定的 属性 和 方法 定义对应的 key 的 mutableInstrumentations 对象,并且在其对应的 属性 和 方法 中将 this
指向为 原对象.
function has(this: CollectionTypes, key: unknown, isReadonly = false): boolean {
const target = (this as any)[ReactiveFlags.RAW]
const rawTarget = toRaw(target)
const rawKey = toRaw(key)
if (key !== rawKey) {
!isReadonly && track(rawTarget, TrackOpTypes.HAS, key)
}
!isReadonly && track(rawTarget, TrackOpTypes.HAS, rawKey)
return key === rawKey
? target.has(key)
: target.has(key) || target.has(rawKey)
}
function size(target: IterableCollections, isReadonly = false) {
target = (target as any)[ReactiveFlags.RAW]
!isReadonly && track(toRaw(target), TrackOpTypes.ITERATE, ITERATE_KEY)
return Reflect.get(target, 'size', target)
}
处理集合类型的响应式
集合建立响应式核心还是 track
和 trigger
,转而思考的问题就变成,什么时候需要 track
、什么时候需要 trigger
:
track
时机:get()、get size()、has()、forEach()
trigger
时机:add()、set()、delete()、clear()
这里涉及一些优化的内容,比如:
- 在
add()
中通过has()
判断当前添加的元素是否已经存在于Set
集合中时,若已存在就不需要进行trigger()
操作,因为Set
集合本身的一个特性就是 去重 - 在
delete()
中通过has()
判断当前删除的元素或属性是否存在,若不存在就不需要进行trigger()
操作,因为此时的删除操作是 无效的
function createInstrumentations() {
const mutableInstrumentations: Record<string, Function> = {
get(this: MapTypes, key: unknown) {// track
return get(this, key)
},
get size() {// track
return size(this as unknown as IterableCollections)
},
has,// track
add,// trigger
set,// trigger
delete: deleteEntry,// trigger
clear,// trigger
forEach: createForEach(false, false) // track
}
省略其他代码
}
避免污染原始数据
通过重写集合类型的方法并手动指定其中的 this
指向为 原始对象 的方式,解决 代理对象 无法访问 集合类型 对应的 属性 和 方法 的问题,但这样的实现方式也带来了另一个问题:原始数据被污染
。
简单来说,我们只希望 代理对象(响应式对象
) 才具备 依赖收集(track
) 和 依赖更新(trigger
) 的能力,而通过 原始数据 进行的操作不应该具有响应式的能力。
如果只是单纯的把所有操作直接作用到 原始对象 上就不能保证这个结果,比如:
// 原数数据 originalData1
const originalData1 = new Map({});
// 代理对象 proxyData1
const proxyData1 = reactive(originalData1);
// 另一个代理对象 proxyData2
const proxyData2 = reactive(new Map({}));
// 将 proxyData2 做为 proxyData1 一个键值
// 【注意】此时的 set() 经过重写,其内部 this 已经指向 原始对象(originalData1),等价于 原始对象 originalData1 上存储了一个 响应式对象 proxyData2
proxyData1.set("proxyData2", proxyData2);
// 若不做额外处理,如下基于 原始数据的操作 就会触发 track 和 trigger
originalData1.get("proxyData2").set("name", "zs");
在源码中的解决方案也是很简单,直接通过 value = toRaw(value)
获取当前设置值对应的 原始数据,这样旧可以避免 响应式数据对原始数据的污染。
处理 forEach
回调参数
首先 Map.prototype.forEach(callbackFn [, thisArg])
其中 callbackFn
回调函数会接收三个参数:
- 当前的 值
value
- 当前的 键
key
- 正在被遍历的
Map
对象(原始对象)
遍历操作 等价于 读取操作,在处理 普通对象 的 get()
捕获器中有一个处理,如果当前访问的属性值是 对象类型 那么就会向外返回其对应的 代理对象,目的是实现 惰性响应 和 深层响应,这个处理也同样适用于 集合类型。
因此,在源码中通过 callback.call(thisArg, wrap(value), wrap(key), observed)
的方式将 Map
类型的 键 和 值 进行响应式处理,以及进行 track
操作,因为 Map
类型关注的就是 键 和 值。
function createForEach(isReadonly: boolean, isShallow: boolean) {
return function forEach(
this: IterableCollections,
callback: Function,
thisArg?: unknown
) {
const observed = this as any
const target = observed[ReactiveFlags.RAW]
const rawTarget = toRaw(target)
const wrap = isShallow ? toShallow : isReadonly ? toReadonly : toReactive
!isReadonly && track(rawTarget, TrackOpTypes.ITERATE, ITERATE_KEY)
return target.forEach((value: unknown, key: unknown) => {
// important: make sure the callback is
// 1. invoked with the reactive map as `this` and 3rd arg
// 2. the value received should be a corresponding reactive/readonly.
return callback.call(thisArg, wrap(value), wrap(key), observed)
})
}
处理迭代器
集合类型的迭代器方法:
entries()
keys()
values()
Map
和 Set
都实现了 可迭代协议(即 Symbol.iterator
方法,而 迭代器协议 是指 一个对象实现了 next
方法),因此它们还可以通过 for...of
的方式进行遍历。
根据对 forEach
的处理,不难知道涉及遍历的方法,终究还是得将其对应的遍历的 键、值 进行响应式包裹的处理,以及进行 track
操作,而原本的的迭代器方法没办法实现,因此需要内部自定义迭代器协议。
const iteratorMethods = ['keys', 'values', 'entries', Symbol.iterator]
iteratorMethods.forEach(method => {
mutableInstrumentations[method as string] = createIterableMethod(
method,
false,
false
)
省略其他代码
})
这一部分的源码涉及的内容比较多,以上只是简单的总结一下,更详细的内容可查看对应的源码内容。
ref 函数 — 原始值的响应式
原始值指的是 Boolean、Number、BigInt、String、Symbol、undefined、null
等类型的值,我们知道用 Object.defineProperty
肯定是不支持,因为它拦截的就是对象属性的操作,都说 Proxy
比 Object.defineProperty
强,那么它能不能直接支持呢?
直接支持是肯定不能的,别忘了 Proxy
代理的目标也还是对象类型呀,它的强是在自己的所属领域,跨领域也是遭不住的。
因此在 Vue3
的 ref
函数中对原始值的处理方式是通过为 原始值类型 提供一个通过 new RefImpl(rawValue, shallow)
实例化得到的 包裹对象,说白了还是将原始值类型变成对象类型,但 ref
函数的参数并 不限制数据类型:
- 原始值类型,
ref
函数中会为原始值类型数据创建RefImpl
实例对象(必须通过.value
的方式访问数据),并且实现自定义的get、set
用于分别进行 依赖收集 和 依赖更新,注意的是这里并不会通过Proxy
为原始值类型创建代理对象,准确的说在RefImpl
内部自定义实现的get、set
就实现了对原始值类型的拦截操作,因为原始值类型不需要向对象类型设置那么多的捕获器
- 对象类型,
ref
函数中除了为 对象类型 数据创建RefImpl
实例对象之外,还会通过reactive
函数将其转换为响应式数据,其实主要还是为了支持类似如下的操作const refProxy = ref({name: 'zs'}) refProxy.value.name = 'ls' 复制代码
- 依赖容器 dep,在
ref
类型中依赖存储的位置就是每个ref
实例对象上的dep
属性,它本质就是一个Set
实例,触发get
时往dep
中添加副作用函数(依赖),触发set
时从dep
中依次取出副作用函数执行
源码位置:packages\reactivity\src\ref.ts
export function ref(value?: unknown) {
return createRef(value, false)
}
function createRef(rawValue: unknown, shallow: boolean) {
if (isRef(rawValue)) {
return rawValue
}
return new RefImpl(rawValue, shallow)
}
class RefImpl<T> {
private _value: T
private _rawValue: T
public dep?: Dep = undefined
public readonly __v_isRef = true
constructor(value: T, public readonly __v_isShallow: boolean) {
this._rawValue = __v_isShallow ? value : toRaw(value)
this._value = __v_isShallow ? value : toReactive(value)
}
get value() {
// 将依赖收集到 dep 中,实际上就是一个 Set 类型
trackRefValue(this)
return this._value
}
set value(newVal) {
// 获取原始数据
newVal = this.__v_isShallow ? newVal : toRaw(newVal)
// 通过 Object.is(value, oldValue) 判断新旧值是否一致,若不一致才需要进行更新
if (hasChanged(newVal, this._rawValue)) {
// 保存原始值
this._rawValue = newVal
// 更新为新的 value 值
this._value = this.__v_isShallow ? newVal : toReactive(newVal)
// 依赖更新,从 dep 中取出对应的 effect 函数依次遍历执行
triggerRefValue(this, newVal)
}
}
}
// 若当前 value 是 对象类型,才会通过 reactive 转换为响应式数据
export const toReactive = <T extends unknown>(value: T): T =>
isObject(value) ? reactive(value) : value
复制代码
Vue3 如何进行依赖收集?
在 Vue2
中依赖的收集方式是通过 Dep
和 Watcher
的 观察者模式 来实现的,是不是还能想起初次了解 Dep
和 Watcher
之间的这种 剪不断理还乱
的关系时的心情 ……
关于 设计模式 部分感兴趣可查看 常见 JavaScript 设计模式 — 原来这么简单 一文,里面主要围绕着
Vue
中对应的设计模式来进行介绍,相信会有一定的帮助
依赖收集 其实说的就是 track
函数需要处理的内容:
- 声明
targetMap
作为一个容器,用于保存和当前响应式对象相关的依赖内容,本身是一个WeakMap
类型- 选择
WeakMap
类型作为容器,是因为WeakMap
对 键(对象类型)的引用是 弱类型 的,一旦外部没有对该 键(对象类型)保持引用时,WeakMap
就会自动将其删除,即 能够保证该对象能够正常被垃圾回收 - 而
Map
类型对 键 的引用则是 强引用 ,即便外部没有对该对象保持引用,但至少还存在Map
本身对该对象的引用关系,因此会导致该对象不能及时的被垃圾回收
- 选择
- 将对应的 响应式数据对象 作为
targetMap
的 键,存储和当前响应式数据对象相关的依赖关系depsMap
(属于Map
实例),即depsMap
存储的就是和当前响应式对象的每一个key
对应的具体依赖 - 将
deps
(属于Set
实例)作为depsMap
每个key
对应的依赖集合,因为每个响应式数据可能在多个副作用函数中被使用,并且Set
类型用于自动去重的能力
可视化结构如下:
源码位置:packages\reactivity\src\effect.ts
const targetMap = new WeakMap<any, KeyToDepMap>()
export function track(target: object, type: TrackOpTypes, key: unknown) {
// 当前应该进行依赖收集 且 有对应的副作用函数时,才会进行依赖收集
if (shouldTrack && activeEffect) {
// 从容器中取出【对应响应式数据对象】的依赖关系
let depsMap = targetMap.get(target)
if (!depsMap) {
// 若不存在,则进行初始化
targetMap.set(target, (depsMap = new Map()))
}
// 获取和对【应响应式数据对象 key】相匹配的依赖
let dep = depsMap.get(key)
if (!dep) {
// 若不存在,则进行初始化 dep 为 Set 实例
depsMap.set(key, (dep = createDep()))
}
const eventInfo = __DEV__
? { effect: activeEffect, target, type, key }
: undefined
// 往 dep 集合中添加 effect 依赖
trackEffects(dep, eventInfo)
}
}
export const createDep = (effects?: ReactiveEffect[]): Dep => {
const dep = new Set<ReactiveEffect>(effects) as Dep
dep.w = 0
dep.n = 0
return dep
}
最后
以上就是针对 Vue3
中对不同数据类型的处理的内容,无论是 Vue2
还是 Vue3
响应式的核心都是 数据劫持/代理、依赖收集、依赖更新,只不过由于实现数据劫持方式的差异从而导致具体实现的差异,在 Vue3
中值得注意的是:
- 普通对象类型 可以直接配合
Proxy
提供的捕获器实现响应式 - 数组类型 也可以直接复用大部分和 普通对象类型 的捕获器,但其对应的查找方法和隐式修改
length
的方法仍然需要被 重写/增强 - 为了支持 集合类型 的响应式,也对其对应的方法进行了 重写/增强
- 原始值数据类型 主要通过
ref
函数来进行响应式处理,不过内容不会对 原始值类型 使用reactive(或 Proxy)
函数来处理,而是在内部自定义get value(){}
和set value(){}
的方式实现响应式,毕竟原始值类型的操作无非就是 读取 或 设置,核心还是将 原始值类型 转变为了 普通对象类型ref
函数可实现原始值类型转换为 响应式数据,但ref
接收的值类型并没只限定为原始值类型,若接收到的是引用类型,还是会将其通过reactive
函数的方式转换为响应式数据
肝了近 1W
字的内容,也是目前写得字数最多的文章,人有点麻了 … 哈哈,希望对大家有所帮助!!!